有几个因素会影响数控加工零件的成本,包括材料、设计、加工、数量和周转时间。通常,最重要的是零件加工所需的时间。这对成本的影响甚至超过了材料、安装时间或加工类型的成本。

加工时间直接受到材料选择和零件设计的影响。零件的几何形状和公差还影响所需机器的数量和类型,以及使用它们所需的机械师的技能水平,这反过来影响成本。

这里有十个技巧来帮助你优化你的设计,做出更划算的选择,可以节省下一个数控加工项目的资金。

数控加工零件成本

  1. 优化材料的选择

材料作为原材料和可加工性都影响成本。原材料的成本可以很低,但如果很难加工,最终的成本可能会比易于加工的稍微贵一点的原材料更高。一般来说,较软的材料更容易切割,因此它们花费较少的机器时间,可以使用较便宜的工具切割。需要额外安全防范措施的危险材料也会增加生产成本。

  1. 选择数量和周转时间的权衡

数控铣床制造多少零件直接影响单位成本:虽然总成本较高,但数量越大,单位成本就越低。数控加工在数量少于10,000的情况下通常最具成本效益。你想要的零部件交付速度也会影响成本:几周内发货的零部件比两到三天内发货的零部件更实惠。

  1. 仔细评估完成

表面处理和其他处理,如热处理、专用涂层和阳极氧化,会增加项目成本,因此应该仔细评估。对一个零件进行多次精加工或不同的表面精加工也会增加加工步骤,从而增加成本。

  1. 避免复杂的部件几何形状

零件的尺寸,包括尺寸和复杂性,对成本有很大的影响。较大的零件消耗较多的材料。复杂、非常详细的部件需要多个工序,可能还需要多台机器,增加了编程、夹具和安装成本。一些复杂的零件,例如那些需要在多个面上操作的零件,如果设计成加工后连接在一起的独立部件,生产成本可能会更低。

  1. 避免薄墙

壁厚过薄的零件——通常定义为小于0.794mm(1/32英寸)——不是数控加工的好选择。如此薄的壁会导致变形,使其难以保持公差。它们还会导致聊天,减慢机器速度。这两种方法都会增加机器和操作时间的成本。其他制造方法,如金属板制造在美国,建造比这个最小值更薄的墙可能更划算。

  1. 减少内部蛀牙

设计有深内腔的零件,通常称为深腔,是零件几何形状如何影响加工时间和材料数量成本的一个很好的例子。这些设计可能需要许多小时的加工,以去除足够的材料来制造空腔,这可能导致材料浪费,而且很难去除芯片。制造这些空洞所需要的又长又薄的切割工具也很容易断裂。最佳实践是保持零件长度不超过零件深度的四倍。

  1. 保留圆角内角

为了确保你的设计不会减慢机加工工具的速度,让它们自动地做它们已经在做的事情。铣刀和立铣刀等刀具会自动留下圆角内角,圆角半径越宽,刀具必须去除的材料就越少,从而减少孔次。长径比大于3:1的窄内角半径需要更多道次和专用小刀具,增加加工时间,需要更换刀具。您还可以通过保持所有内角的半径相同来减少加工时间和刀具更换。

  1. 最小化紧公差

并不是每个设计表面都需要严格的公差,过多的不必要的公差会增加零件的总成本。通常,数字标注只需要对零件的功能至关重要的表面和特征,在那里它与其他部件的接口。不太重要的特征可以使用标准公差+/- 0.127mm(+/- 0.005英寸)加工。

  1. 使用标准钻和丝锥孔尺寸

采用标准的丝锥孔尺寸和标准钻头尺寸的设计有助于在多个方面降低成本。对于丝锥孔,丝锥尺寸和螺纹深度都会增加成本。小于2-56英寸的螺纹孔。尺寸需要手工敲击,增加了时间和人力成本,所以应该避免。例如,标准丝锥尺寸,如更常见的4-40丝锥,通常比3-48丝锥更容易获得。螺纹最大是孔直径的三倍是一个很好的经验法则,甚至更低的比率是更好的。如果丝线太长,敲丝时间会增加,而且有敲丝断裂的风险。

对于钻孔,使用标准的数字,字母,或分级钻头尺寸,可以减少机器时间,因为不需要铰刀或立铣刀来完成非标准尺寸的孔。标准尺寸通常是典型的1/4英寸。或1/8。,或以毫米为单位,使用整数,如2mm或1mm。

  1. 保证设计精度

在设计阶段咨询经验丰富的机械师或工程师,以验证CAD图纸的准确性可能会增加前期成本,但从长远来看会为您节省很多。图纸不完整或不准确可能导致你的零件制造两次,以得到你真正想要的,增加你的项目时间和成本。

同样,在设计阶段咨询有经验的制造商可以帮助您避免设计不必要的昂贵或难以加工的部件。相反,这可以帮助您设计一个部件,既功能和成本效益的制造。